JP6194830B2 - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は容量可変型斜板式圧縮機に関する。

特許文献１に従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、圧縮機という。）が開示されている。この圧縮機では、ハウジングに吸入室、吐出室、斜板室及び複数個のシリンダボアが形成されている。ハウジングには、駆動軸が回転可能に支持されている。斜板室内には、駆動軸の回転によって回転可能な斜板が設けられている。駆動軸と斜板との間には、リンク機構が設けられている。リンク機構は、斜板の傾斜角度の変更を許容する。ここで、傾斜角度とは、駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する斜板の角度である。各シリンダボアには、ピストンが往復動可能に収納されている。変換機構は、斜板の回転により、傾斜角度に応じたストロークで各ピストンをシリンダボア内で往復動させるようになっている。また、アクチュエータが傾斜角度の変更を行う。制御機構はアクチュエータを制御する。制御機構は圧力調整弁を有している。

リンク機構は、ラグ部材、ヒンジ球及びリンクを有している。ラグ部材は、斜板室内で駆動軸に固定されている。ヒンジ球は、駆動軸に挿通されて斜板の中心に配置されている。このヒンジ球とアクチュエータとは駆動軸心Ｏ側、すなわち、斜板の中心で係合している。リンクは、ラグ部材と斜板との間に設けられている。このリンクを介して斜板はラグ部材に揺動可能に接続されている。

アクチュエータは、ラグ部材、移動体及び制御圧室を有している。移動体は駆動軸に挿通されており、駆動軸心方向に移動して傾斜角度を変更可能となっている。制御圧室は、ラグ部材と移動体とにより区画され、内部の圧力によって移動体を移動させる。

この圧縮機では、制御機構が圧力調整弁によって吐出室と制御圧室とを連通させることにより、制御圧室内の圧力が上昇する。これにより、移動体が駆動軸心方向に移動してヒンジ球を押圧する。このため、この圧縮機では、傾斜角度を減少する方向に斜板がヒンジ球上を揺動する。こうして、この圧縮機では、駆動軸の１回転当たりの吐出容量を減少させることが可能である。

特開昭５２−１３１２０４号公報

しかし、上記従来の圧縮機では、ヒンジ球とアクチュエータとが斜板の中心で係合している。このため、この圧縮機では、アクチュエータがヒンジ球を押圧する際における移動体の駆動軸方向のストロークが大きくなってしまう。このため、この圧縮機では、そのストロークを確保するために軸長を長くせざるを得ない。

そこで、この圧縮機において、斜板の中心よりも、斜板におけるピストンの上死点対応部側に偏心して位置で、アクチュエータと斜板とを係合させることが考えられる。この場合、アクチュエータと斜板とが斜板の中心で係合する場合よりも、移動体の駆動軸方向のストロークを小さくすることができる。これにより、圧縮機の短軸化を実現することが可能となる。

しかしながら、回転する斜板には、上死点対応部よりも回転方向の後行側において、圧縮反力が作用する。このため、単に上死点対応部側に偏心した位置において、アクチュエータが斜板を押圧する場合、斜板には、ピストンの上死点対応部と下死点対応部とを結ぶ線を回動中心とした方向に斜板を傾かせるモーメントが作用する。このため、斜板に抉りが発生し、傾斜角度を変更するに当たって、アクチュエータが駆動軸心方向に移動し難くなる。このため、この場合の圧縮機では、傾斜角度を変更し難くなり、制御性が低下する。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、アクチュエータを用いて吐出容量を変更する圧縮機において、小型化を実現しつつ、高い制御性を発揮可能な容量可変型斜板式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記吸入室と前記斜板室とが連通し、
前記リンク機構は、前記駆動軸に挿通されて前記斜板室内で前記駆動軸に固定され、前記斜板と対向するラグ部材と、前記ラグ部材から前記駆動軸の回転が前記斜板に伝達される斜板アームとを有し、
前記アクチュエータは、前記ラグ部材と、前記駆動軸に挿通され、前記ラグ部材と前記斜板との間に配置されて前記斜板と一体回転可能に係合し、前記駆動軸心方向に移動して前記傾斜角度を変更可能な移動体と、前記ラグ部材と前記移動体と前記駆動軸とにより区画され、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記移動体には、前記斜板と係合する第１作用部及び第２作用部が形成され、
前記斜板には、前記第１作用部及び前記第２作用部と係合する被作用部が形成され、
前記第１作用部、前記第２作用部及び前記被作用部は、前記駆動軸心から前記斜板における前記ピストンの上死点位置対応部側に偏心して位置し、
前記第１作用部及び前記第２作用部は、前記上死点位置対応部と前記駆動軸心とで形成される上死点面を跨いで対をなしていることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、移動体に第１作用部及び第２作用部が形成されており、斜板に被作用部が形成されている。そして、これらの第１作用部、第２作用部及び被作用部は、共に駆動軸心から斜板におけるピストンの上死点位置対応部側に偏心して位置している。このため、第１作用部、第２作用部及び被作用部は、斜板の上死点位置対応部側に偏心した位置で係合する。これにより、この圧縮機では、斜板の上死点位置対応部側に偏心した位置おいて、第１作用部及び第２作用部が被作用部に作用することによって、傾斜角度を変更することができる。このため、この圧縮機では、斜板の傾斜角度を変更するに際し、移動体の駆動軸方向のストロークを小さくすることができる。

ここで、この圧縮機では、第１作用部と第２作用部とが上死点面を跨いで対をなしている。このため、この圧縮機では、傾斜角度を変更する際、上死点面を基準として、第１作用部と第２作用部とが被作用部に対して別々に作用する。これにより、この圧縮機では、第１作用部と第２作用部とによって、斜板におけるピストンの上死点位置対応部と下死点対応部とを結ぶ線を回動中心とした斜板の傾きを支えることが可能となる。このため、この圧縮機では、斜板の上死点位置対応部側に偏心した位置おいて、第１作用部及び第２作用部が被作用部に作用しても、斜板には上記のようなモーメントが作用し難い。このため、この圧縮機では、傾斜角度を変更するに当たって、アクチュエータが駆動軸心方向に移動し易くなる。これにより、この圧縮機では、傾斜角度を変更し易くなる。

したがって、本発明の圧縮機は、アクチュエータを用いて吐出容量を変更する圧縮機において、小型化を実現しつつ、高い制御性を発揮する。

本発明の圧縮機において、第１作用部及び第２作用部と被作用部との係合は、例えば、第１作用部及び第２作用部と被作用部とを接触させて行うことができる他、第１作用部及び第２作用部と被作用部とを連結させて行うことができる。

第１作用部から上死点面までの距離と、第２作用部から上死点面までの距離とは略等しいことが好ましい。この場合には、例え、第１作用部と第２作用部とが異なる高さで被係合部に作用しても、斜板には上記のモーメントが作用し難い。

第１作用部及び第２作用部は、上死点面に対して面対称とされていることが好ましい。この場合には、上死点面から第１作用部及び第２作用部がそれぞれ等しい位置において、被作用部に作用することが可能となる。このため、この圧縮機では、移動体が駆動軸心方向へより好適に移動する。

第１作用部と第２作用部との間に駆動軸が存在していることが好ましい。この場合には、移動体の大型化を抑制しつつ、第１作用部と第２作用部との間隔を可及的に大きくすることが可能となる。これにより、この圧縮機では、移動体の大型化を抑制しつつ、第１作用部と第２作用部とによって、斜板の傾きを好適に支えることが可能となり、移動体が駆動軸心方向へ好適に移動し易くなる。これにより、圧縮機では、小型化を実現しつつ、より高い制御性を発揮することが可能となる。

本発明の圧縮機において、斜板は、駆動軸の外周面と上死点面との交線上に位置する揺動点を含む揺動軸心周りに揺動可能に設けられ得る。そして、第１作用部及び第２作用部は、揺動軸心と平行な母線をもつ円筒状に形成されていることが好ましい。この場合には、第１作用部及び第２作用部がそれぞれ被作用部と線接触することによって係合する。このため、第１作用部及び第２作用部が被作用部に作用する際の面圧を軽減することが可能となり、移動体や斜板の耐久性を高くすることができる。

本発明の圧縮機は、アクチュエータを用いて吐出容量を変更する圧縮機において、小型化を実現しつつ、高い制御性を発揮する。

図１は、実施例の圧縮機における最大容量時の断面図である。 図２は、実施例の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 図３は、実施例の圧縮機に係り、アクチュエータを示す要部拡大断面図である。 図４は、実施例の圧縮機に係り、図１におけるＩＶ−ＩＶ方向からの要部拡大矢視断面図である。 図５は、実施例の圧縮機に係り、移動体等を示す拡大側面図及び拡大正面図である。図（Ａ）は移動体等を示す拡大側面図である。図（Ｂ）は移動体等を示す後方からの拡大正面図である。 図６は、実施例の圧縮機における最小容量時の断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。実施例の圧縮機は容量可変型片頭斜板式圧縮機である。この圧縮機は、車両に搭載されており、車両用空調装置の冷凍回路を構成している。

図１に示すように、実施例の圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、斜板５と、リンク機構７と、複数のピストン９と、一対のシュー１１ａ、１１ｂと、アクチュエータ１３と、図２に示す制御機構１５とを備えている。

図１に示すように、ハウジング１は、圧縮機の前方に位置するフロントハウジング１７と、圧縮機の後方に位置するリヤハウジング１９と、フロントハウジング１７とリヤハウジング１９との間に位置するシリンダブロック２１と、弁形成プレート２３とを有している。

フロントハウジング１７は、前方で圧縮機の上下方向に延びる前壁１７ａと、前壁１７ａと一体化され、圧縮機の前方から後方に向かって延びる周壁１７ｂとを有している。これらの前壁１７ａと周壁１７ｂとにより、フロントハウジング１７は有底の略円筒形状をなしている。また、これらの前壁１７ａと周壁１７ｂとにより、フロントハウジング１７内には斜板室２５が形成されている。

前壁１７ａには、前方に向かって突出するボス１７ｃが形成されている。このボス１７ｃ内には、軸封装置２７が設けられている。また、ボス１７ｃ内には、圧縮機の前後方向に延びる第１軸孔１７ｄが形成されている。この第１軸孔１７ｄ内には第１滑り軸受２９ａが設けられている。

周壁１７ｂには、斜板室２５と連通する吸入ポート２５０が形成されている。この吸入ポート２５０を通じて、斜板室２５は図示しない蒸発器と接続されている。これにより、斜板室２５には、吸入ポート２５０を通じて蒸発器を経た低圧の冷媒ガスが流入するため、斜板室２５内の圧力は、後述する吐出室３５内よりも低圧となる。

リヤハウジング１９には、制御機構１５の一部が設けられている。また、リヤハウジング１９には、第１圧力調整室３１ａと、吸入室３３と、吐出室３５とが形成されている。第１圧力調整室３１ａは、リヤハウジング１９の中心部分に位置している。吐出室３５はリヤハウジング１９の外周側に環状に位置している。また、吸入室３３は、リヤハウジング１９において、第１圧力調整室３１ａと吐出室３５との間で環状に形成されている。吐出室３５は図示しない吐出ポートと接続している。

シリンダブロック２１には、ピストン９と同数個のシリンダボア２１ａが周方向に等角度間隔で形成されている。各シリンダボア２１ａの前端側は斜板室２５と連通している。また、シリンダブロック２１には、後述する吸入リード弁４１ａの最大開度を規制するリテーナ溝２１ｂが形成されている。

さらに、シリンダブロック２１には、斜板室２５と連通しつつ、圧縮機の前後方向に延びる第２軸孔２１ｃが貫設されている。第２軸孔２１ｃ内には第２滑り軸受２９ｂが設けられている。なお、上記の第１滑り軸受２９ａ及び第２滑り軸受２９ｂに換えて、転がり軸受をそれぞれ採用することもできる。

また、シリンダブロック２１には、ばね室２１ｄが形成されている。このばね室２１ｄは、斜板室２５と第２軸孔２１ｃとの間に位置している。ばね室２１ｄ内には、復帰ばね３７が配置されている。この復帰ばね３７は、傾斜角度が最小になった斜板５を斜板室２５の前方に向けて付勢する。また、シリンダブロック２１には、斜板室２５と連通する吸入通路３９が形成されている。

弁形成プレート２３は、リヤハウジング１９とシリンダブロック２１との間に設けられている。この弁形成プレート２３は、バルブプレート４０と、吸入弁プレート４１と、吐出弁プレート４３と、リテーナプレート４５とからなる。

バルブプレート４０、吐出弁プレート４３及びリテーナプレート４５には、シリンダボア２１ａと同数の吸入ポート４０ａが形成されている。また、バルブプレート４０及び吸入弁プレート４１には、シリンダボア２１ａと同数の吐出ポート４０ｂが形成されている。各シリンダボア２１ａは、各吸入ポート４０ａを通じて吸入室３３と連通するとともに、各吐出ポート４０ｂを通じて吐出室３５と連通する。さらに、バルブプレート４０、吸入弁プレート４１、吐出弁プレート４３及びリテーナプレート４５には、第１連通孔４０ｃと第２連通孔４０ｄとが形成されている。第１連通孔４０ｃにより、吸入室３３と吸入通路３９とが連通している。これにより、斜板室２５と吸入室３３とが連通している。

吸入弁プレート４１は、バルブプレート４０の前面に設けられている。この吸入弁プレート４１には、弾性変形により各吸入ポート４０ａを開閉可能な吸入リード弁４１ａが複数形成されている。また、吐出弁プレート４３は、バルブプレート４０の後面に設けられている。この吐出弁プレート４３には、弾性変形により各吐出ポート４０ｂを開閉可能な吐出リード弁４３ａが複数形成されている。リテーナプレート４５は、吐出弁プレート４３の後面に設けられている。このリテーナプレート４５は、吐出リード弁４３ａの最大開度を規制する。

駆動軸３は、ボス１７ｃ側からハウジング１の後方側に向かって挿通されている。駆動軸３は、前端側がボス１７ｃ内において軸封装置２７に挿通されているとともに、第１軸孔１７ｄ内において第１滑り軸受２９ａによって軸支されている。また、駆動軸３の後端側が第２軸孔２１ｃ内において第２滑り軸受２９ｂによって軸支されている。こうして、駆動軸３は、ハウジング１に対して駆動軸心Ｏ周りで回転可能に支持されている。そして、第２軸孔２１ｃ内には、駆動軸３の後端との間に第２圧力調整室３１ｂが区画されている。この第２圧力調整室３１ｂは、第２連通孔４０ｄを通じて第１圧力調整室３１ａと連通している。これらの第１、２圧力調整室３１ａ、３１ｂにより、圧力調整室３１が形成されている。

駆動軸３の後端にはＯリング４９ａ、４９ｂが設けられている。これにより、各Ｏリング４９ａ、４９ｂは、駆動軸３と第２軸孔２１ｃとの間に位置して斜板室２５と圧力調整室３１との間を封止している。

また、駆動軸３には、リンク機構７と、斜板５と、アクチュエータ１３とが取り付けられている。リンク機構７は、ラグプレート５１と、ラグプレート５１に形成された一対のラグアーム５３と、斜板５に形成された一対の斜板アーム５ｅとからなる。このラグプレート５１が本発明におけるラグ部材に相当する。なお、同図では、ラグアーム５３及び斜板アーム５ｅについて、それぞれ一方のみを図示している。図６についても同様である。

ラグプレート５１は、略円環状に形成されている。このラグプレート５１は、駆動軸３に圧入されており、駆動軸３と一体で回転可能となっている。このラグプレート５１は、斜板室２５内の前端側に位置しており、斜板５よりも前方に配置されて、斜板５と対向している。また、ラグプレート５１と前壁１７ａとの間には、スラスト軸受５５が設けられている。

図３に示すように、ラグプレート５１には、ラグプレート５１の前後方向に延びる円筒状のシリンダ室５１ａが凹設されている。このシリンダ室５１ａは、ラグプレート５１の後端面から、ラグプレート５１内においてスラスト軸受５５の内側となる箇所まで延びている。

各ラグアーム５３は、ラグプレート５１から後方に向かって延びている。また、ラグプレート５１には、各ラグアーム５３の間となる位置に案内面５１ｂが形成されている。図示を省略しているものの、案内面５１ｂは各ラグアーム５３にそれぞれ対応するように一対で形成されている。これらの案内面５１ｂは、ラグプレート５１の前端側から後端側へ向かう下り傾斜に形成されている。

図１に示すように、斜板５は、環状の平板形状をなしており、前面５ａと後面５ｂとを有している。前面５ａには、斜板５の前方に向かって突出するウェイト部５ｃが形成されている。このウェイト部５ｃは、斜板５の傾斜角度が最大となった際にラグプレート５１と当接する。また、図４に示すように、斜板５には挿通孔５ｄが形成されている。この挿通孔５ｄに駆動軸３が挿通されている。なお、図４では説明を容易にするため、各斜板アーム５ｅ及びウェイト部５ｃ等の図示を省略している。

さらに、前面５ａには、被作用部５ｆが形成されている。この被作用部５ｆは平坦に形成されている。図１に示すように、被作用部５ｆは、前面５ａにおいて、駆動軸心Ｏから斜板５におけるピストン９の上死点位置対応部Ｔ側に偏心して位置している。

図１に示すように、各斜板アーム５ｅは、前面５ａに形成されている。各斜板アーム５ｅは、前面５ａから前方に向かって延びている。

この圧縮機では、各斜板アーム５ｅを各ラグアーム５３の間に挿入することにより、ラグプレート５１と斜板５とが連結している。これにより、各ラグアーム５３から各斜板アーム５ｅに駆動軸３の回転が伝達され、斜板５は、ラグプレート５１と共に斜板室２５内で回転可能となっている。このように、ラグプレート５１と斜板５とが連結することにより、各斜板アーム５ｅでは、それぞれの先端側が案内面５１ｂに当接する。そして、各斜板アーム５ｅが案内面５１ｂを摺動することにより、斜板５は、駆動軸心Ｏに直交する方向に対する自身の傾斜角度について、上死点位置対応部Ｔ側の位置をほぼ維持しつつ、図５の（Ｂ）に示す揺動軸心Ｍ周りで揺動可能となっている。この揺動軸心Ｍについての詳細は後述する。こうして、斜板５は、図１に示す最大傾斜角度から、図６に示す最小傾斜角度まで変更することが可能となっている。

アクチュエータ１３は、ラグプレート５１と、移動体１３ａと、制御圧室１３ｂとからなる。

図１に示すように、移動体１３ａは駆動軸３に挿通されており、駆動軸３に摺接しつつ駆動軸心Ｏ方向で斜板室２５内を前後方向に移動可能となっている。図３に示すように、この移動体１３ａは、駆動軸３と同軸の円筒状をなしている。この移動体１３ａは、第１円筒部１３１と、第２円筒部１３２と、連結部１３３とを有している。第１円筒部１３１は移動体１３ａの後方、つまり、斜板５に近い側に位置しており、内周面で駆動軸３と摺接可能となっている。第１円筒部１３１の内周面には、リング溝１３１ａが形成されており、このリング溝１３１ａ内にはＯリング４９ｃが設けられている。第２円筒部１３２は、移動体１３ａの前方に位置している。この第２円筒部１３２は、第１移動体１３１よりも大径に形成されている。第２円筒部１３２の外周面には、リング溝１３２ａが形成されており、このリング溝１３２ａ内にはＯリング４９ｄが設けられている。連結部１３３は第１円筒部１３１と第２円筒部１３２との間に位置しており、移動体１３ａの後方から前方に向かって次第に径を拡大させつつ延びている。この連結部１３３は、後端が第１円筒部１３１と連続しており、前端が第２円筒部１３２と連続している。

また、図５の（Ｂ）に示すように、第１円筒部１３１の後端には、第１作用部１３４及び第２作用部１３５が形成されている。同図の（Ａ）に示すように、これらの第１、２作用部１３４、１３５は、第１円筒部１３１の外周面から移動体１３ａの後方に向かって延びている。

また、これらの第１、２作用部１３４、１３５は、同図の（Ｂ）に示すように、斜板５の上死点位置対応部Ｔと駆動軸心Ｏとで形成される上死点面Ｆを跨ぐように第１円筒部１３１に形成されている。そして、移動体１３ａが駆動軸３に挿通されることにより、駆動軸３は、第１作用部１３４と第２作用部１３５との間に位置している。

さらに、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、上死点面Ｆに対して面対称となるように形成されている。これにより、第１作用部１３４から上死点面Ｆまでの距離Ｌ１と、第２作用部１３５から上死点面Ｆまでの距離Ｌ２とは等しい長さとなっている。また、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、駆動軸心Ｏからの高さが等しくなるように第１移動体１３１に形成されている。

このように、移動体１３ａにおいて、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、共に第２円筒部１３２の内側に位置するように設けられている。より詳細には、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、第１円筒部１３１よりも外側であって、かつ、第２円筒部１３２の内側となる位置に設けられている。

また、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、共に駆動軸心Ｏよりも上死点位置対応部Ｔ側に偏心して位置している。

同図の（Ａ）に示すように、第１、２作用部１３４、１３５の後端は、斜板５側に向かって突出する円筒状に形成されている。より具体的には、第１、２作用部１３４、１３５の後端は、揺動軸心Ｍと平行な母線をもつ円筒状に形成されている。この揺動軸心Ｍは、回転軸３の外周面と上死点面Ｆとの交線上に位置する揺動点Ｘを含んでおり、駆動軸心Ｏと直交する方向に延びている。

これにより、同図の（Ｂ）において破線で示すように、第１、２作用部１３４、１３５は、それぞれ斜板５の被作用面５ｆに対して、揺動軸心Ｍと平行に線接触する。つまり、第１、２作用部１３４、１３５と被作用面５ｆとは、駆動軸心Ｏよりも上死点位置対応部Ｔ側に偏心した位置で線接触する（同図の（Ａ）参照。）。このように第１、２作用部１３４、１３５が被案内面５ｆと線接触することにより、移動体１３ａは、ラグプレート５１及び斜板５と一体回転可能となっている。

図３に示すように、シリンダ室５１ａは、第２円筒部１３２及び連結部１３３を内部に進入させることにより、第２円筒部１３２及び連結部１３３を収納することが可能となっている。

制御圧室１３ｂは、第２円筒部１３２と、連結部１３３と、シリンダ室５１ａと、駆動軸３との間に形成されている。制御圧室１３ｂと斜板室２５との間は、Ｏリング４９ｃ、４９ｄによって封止されている。

駆動軸３内には、駆動軸３の後端から前端に向かって駆動軸心Ｏ方向に延びる軸路３ａと、軸路３ａの前端から径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く径路３ｂとが形成されている。図１に示すように、軸路３ａの後端は圧力調整室３１に開いている。一方、図３に示すように、径路３ｂは、制御圧室１３ｂに開いている。これらの軸路３ａ及び径路３ｂにより、圧力調整室３１と制御圧室１３ｂとが連通している。

図１に示すように、駆動軸３の先端には、ねじ部３ｃが形成されている。駆動軸はこのねじ部３ｃを通じて、図示しないプーリ又は電磁クラッチと接続される。

各ピストン９は、各シリンダボア２１ａ内にそれぞれ収納されており、各シリンダボア２１ａ内を往復動可能となっている。これらの各ピストン９と弁形成プレート２３とによって各シリンダボア２１ａ内には圧縮室５７が区画されている。

また、各ピストン９には、係合部９ａがそれぞれ凹設されている。この係合部９ａ内には、半球状のシュー１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられている。各シュー１１ａ、１１ｂは、斜板５の回転を各ピストン９の往復動に変換している。これらの各シュー１１ａ、１１ｂが本発明における変換機構に相当する。こうして、斜板５の傾斜角度に応じたストロークで、各ピストン９がそれぞれシリンダボア２１ａ内を往復動することが可能となっている。

図２に示すように、制御機構１５は、低圧通路１５ａと、高圧通路１５ｂと、制御弁１５ｃと、オリフィス１５ｄと、軸路３ａと、径路３ｂとで構成されている。

低圧通路１５ａは、圧力調整室３１と吸入室３３とに接続されている。これにより、この低圧通路１５ａと軸路３ａと径路３ｂとによって、制御圧室１３ｂと圧力調整室３１と吸入室３３とは、互いに連通した状態となっている。高圧通路１５ｂは、圧力調整室３１と吐出室３５とに接続されている。この高圧通路１５ｂと軸路３ａと径路３ｂとによって、制御圧室１３ｂと圧力調整室３１と吐出室３５とが連通している。

制御弁１５ｃは低圧通路１５ａに設けられている。この低圧制御弁１５ｃは、吸入室３３内の圧力に基づき、低圧通路１５ａの開度を調整することが可能となっている。また、オリフィス１５ｄは高圧通路１５ｂに設けられている。

この圧縮機では、図１に示す吸入ポート２５０に対して蒸発器に繋がる配管が接続されるとともに、吐出ポートに対して凝縮器に繋がる配管が接続される。凝縮器は配管及び膨張弁を介して蒸発器と接続される。これらの圧縮機、蒸発器、膨張弁、凝縮器等によって車両用空調装置の冷凍回路が構成されている。なお、蒸発器、膨張弁、凝縮器及び各配管の図示は省略する。

以上のように構成された圧縮機では、駆動軸３が回転することにより、斜板５が回転し、各ピストン９が各シリンダボア２１ａ内を往復動する。このため、圧縮室５７がピストンストロークに応じて容積を変化させる。このため、蒸発器から吸入ポート２５０によって斜板室２５に吸入された冷媒は、吸入通路３９から吸入室３３を経て圧縮室５７内で圧縮される。そして、圧縮室５７内で圧縮された冷媒は、吐出室３５に吐出され、吐出ポートから凝縮器に吐出される。

そして、この圧縮機では、アクチュエータ１３によって斜板５の傾斜角度を変更し、ピストン９のストロークを増減させることにより、吐出容量の変更を行うことが可能である。

具体的には、制御機構１５において、図２に示す制御弁１５ｃが低圧通路１５ａの開度を大きくすれば、圧力調整室３１内の圧力、ひいては制御圧室１３ｂ内の圧力が吸入室３３内の圧力とほぼ等しくなる。このため、斜板５に作用するピストン圧縮力によって、図３に示すように、移動体１３ａが駆動軸心Ｏ方向で斜板５側からラグプレート５１側に向かって移動する。そして、移動体１３ａの前端側がシリンダ室５１ａ内に進入する。

また同時に、この圧縮機では、斜板５は自身に作用するピストン圧縮力及び復帰ばね３７の付勢力により、各斜板アーム５ｅが駆動軸心Ｏから遠隔するように、各摺動面５１ｂをそれぞれ摺動する。

このため、図１に示すように、斜板５では、上死点位置対応部Ｔの位置をほぼ維持しつつ、斜板５におけるピストン９の下死点対応部Ｕ側が揺動軸心Ｍ周りで時計回り方向に揺動する。こうして、この圧縮機では、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が増大する。これにより、この圧縮機では、ピストン９のストロークが増大し、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が大きくなる。なお、図１に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最大傾斜角度である。

一方、図２に示す制御弁１５ｃが低圧通路１５ａの開度を小さくすれば、圧力調整室３１の圧力が大きくなり、制御圧室１３ｂ内の圧力が大きくなる。このため、図６に示すように、移動体１３ａがラグプレート５１から遠隔しつつ、斜板５側に向かって駆動軸心Ｏ方向に移動する。

これにより、図４に示すように、この圧縮機では、第１作用部１３４及び第２作用部１３５がそれぞれ斜板５を斜板室２５の後方に向かって押圧する。このため、図６に示すように、各斜板アーム５ｅが駆動軸心Ｏに近接するように、各摺動面５１ｂをそれぞれ摺動する。

このため、斜板５は、上死点位置対応部Ｔの位置ほぼ維持しつつ、揺動軸心Ｍ周りで下死点対応部Ｕ側が反時計回り方向に揺動する。こうして、この圧縮機では、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が減少する。これにより、この圧縮機では、ピストン９のストロークが減少し、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が小さくなる。また、傾斜角度が減少することにより、斜板５は復帰ばね３７に当接する。なお、図６に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最小傾斜角度である。

このように、この圧縮機では、第１作用部１３４、第２作用部１３５及び被作用部５ｆは、駆動軸心Ｏよりも斜板５の前面５ａ上死点位置対応部Ｔ側に偏心した位置で線接触する。これにより、この圧縮機では、斜板５前面５ａの上死点位置対応部Ｔ側に偏心した位置おいて、第１作用部１３４及び第２作用部１３５が被作用部５ｆを押圧することによって、斜板５の傾斜角度を減少させることができる。このため、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度を変更するに際し、移動体１３ａの駆動軸心Ｏ方向のストロークを小さくすることができる。

また、図４に示すように、この圧縮機では、上記のように作動する際、斜板５には、上死点位置対応部Ｔよりも回転方向の後行側において、圧縮反力が作用する。そこで、この圧縮機において、例えば移動体１３ａが上死点位置対応部Ｔ側に偏心して位置で被案内面５ｆを一箇所で押圧する場合には、斜板５には上死点位置対応部Ｔと下死点対応部Ｕとを結ぶ線Ｙ（図４の（Ｂ）参照）を回動中心とした方向に斜板を傾かせるモーメントＭ（図５の破線矢印参照）が作用する。

この点、図５の（Ｂ）に示すように、この圧縮機では、第１作用部１３４と第２作用部１３５とが上死点面Ｆを跨いで対をなしている。このため、この圧縮機では、傾斜角度を減少する際、上死点面Ｆを基準として、第１作用部１３４と第２作用部１３５とが被作用部５ｆを別々に押圧する。これにより、この圧縮機では、第１作用部１３４と第２作用部１３５とによって、上死点位置対応部Ｔと下死点対応部Ｕとを結ぶ線Ｙを回動中心とした斜板５の傾きを支えることが可能となる。

ここで、この圧縮機では、第１作用部１３４及び第２作用部１３５が上死点面Ｆに対して面対称となるように第１円筒部１３１に形成されている。このため、この圧縮機では、上死点面Ｆから第１作用部１３４及び第２作用部１３５が等しい位置において、斜板５の傾きを支えることが可能となっている。

このため、この圧縮機では、斜板５の上死点位置対応部Ｔ側に偏心した位置おいて、第１作用部１３４及び第２作用部１３５が被作用部５ｆを押圧しても、斜板５には上記のようなモーメントＭが作用し難い。このため、この圧縮機では、傾斜角度を減少させるに当たって、移動体１３ａがラグプレート５１から遠隔しつつ、斜板５側に向かって駆動軸心Ｏ方向へ好適に移動し易くなっている。これにより、この圧縮機では、傾斜角度を変更し易くなっている。

したがって、実施例の圧縮機は、アクチュエータ１３を用いて吐出容量を変更する圧縮機において、小型化を実現しつつ、高い制御性を発揮する。

特に、この圧縮機では、上記のように、第１作用部１３４と第２作用部１３５との間に駆動軸３が位置している。具体的には、第１作用部１３４と第２作用部１３５とは、第１円筒部１３１よりも外側であって、かつ、第２円筒部１３２の内側となる位置に設けられている。これにより、この圧縮機では、移動体１３ａの大型化を抑制しつつ、第１作用部１３４と第２作用部１３５との間隔を可及的に大きくすることが可能となっている。これにより、移動体１３ａの大型化、ひいては、圧縮機の大型化を抑制しつつ、第１作用部１３４と第２作用部１３５とによって、上記のような斜板５の傾きを好適に支えることが可能となっている。

さらに、この圧縮機では、第１作用部１３４及び第２作用部１３５の各後端側が揺動軸心Ｍと平行な母線をもつ円筒状に形成されている。このため、この圧縮機では、第１作用部１３４及び第２作用部１３５がそれぞれ被作用部５ｆと線接触する。これにより、この圧縮機では、第１作用部１３４及び第２作用部１３５が斜板５を押圧する際の面圧が軽減されており、移動体１３ａや斜板５の耐久性が高くなっている。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、第１作用部１３４から上死点面Ｆまでの距離Ｌ１と、第２作用部１３５から上死点面Ｆまでの距離Ｌ２とを等しく維持しつつ、駆動軸心Ｏからの高さが第１作用部１３４と第２作用部１３５とで相違するように、第１円筒部１３１に形成されても良い。

また、被作用部５ｆについて、斜板５の前面５ａから第１、２作用部１３４、１３５に向かって突出する形状としても良い。

さらに、制御機構１５について、高圧通路１５ｂに対して制御弁１５ｃを設けるとともに、低圧通路１５ａにオリフィス１５ｄを設ける構成としても良い。この場合には、制御弁１５ｃによって、高圧通路１５ｂの開度調整を行うことにより、吐出室３５内の高圧によって制御圧室１３ｂを迅速に高圧とすることができ、迅速に吐出容量の減少を行うことが可能となる。

本発明は空調装置等に利用可能である。

１…ハウジング
３…駆動軸
５…斜板
５ｅ…斜板アーム
５ｆ…被作用部
７…リンク機構
９…ピストン
１１ａ、１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…移動体
１３ｂ…制御圧室
１５…制御機構
２５…斜板室
３３…吸入室
３５…吐出室
２１ａ…シリンダボア
５１…ラグプレート（ラグ部材）
１３４…第１作用部
１３５…第２作用部
Ｆ…上死点面
Ｍ…揺動軸心
Ｏ…駆動軸心
Ｔ…上死点位置対応部
Ｘ…揺動点

Claims (5)

1. 吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
   前記吸入室と前記斜板室とが連通し、
   前記リンク機構は、前記駆動軸に挿通されて前記斜板室内で前記駆動軸に固定され、前記斜板と対向するラグ部材と、前記ラグ部材から前記駆動軸の回転が前記斜板に伝達される斜板アームとを有し、
   前記アクチュエータは、前記ラグ部材と、前記駆動軸に挿通され、前記ラグ部材と前記斜板との間に配置されて前記斜板と一体回転可能に係合し、前記駆動軸心方向に移動して前記傾斜角度を変更可能な移動体と、前記ラグ部材と前記移動体と前記駆動軸とにより区画され、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
   前記移動体には、前記斜板と係合する第１作用部及び第２作用部が形成され、
   前記斜板には、前記第１作用部及び前記第２作用部と係合する被作用部が形成され、
   前記第１作用部、前記第２作用部及び前記被作用部は、前記駆動軸心から前記斜板における前記ピストンの上死点位置対応部側に偏心して位置し、
   前記第１作用部及び前記第２作用部は、前記上死点位置対応部と前記駆動軸心とで形成される上死点面を跨いで対をなしていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記第１作用部から前記上死点面までの距離と、前記第２作用部から前記上死点面までの距離とは略等しい請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記第１作用部及び前記第２作用部は、前記上死点面に対して面対称とされている請求項２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
4. 前記第１作用部と前記第２作用部との間に前記駆動軸が存在している請求項３記載の容量可変型斜板式圧縮機。
5. 前記斜板は、前記駆動軸の外周面と前記上死点面との交線上に位置する揺動点を含む揺動軸心周りに揺動可能に設けられ、
   前記第１作用部及び前記第２作用部は、前記揺動軸心と平行な母線をもつ円筒状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。

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